Densidad De S Lidos Y L Quidos

● TÍTULO
Densidad de sólidos y líquidos
Informe de laboratorio física experimental II
John Gonzalez1
Ingeniera civil, Universidad La Gran Colombia, Bogotá, Febrero 28 de 2015

La densidad es una propiedad muy importante ya que permite caracterizar
diferentes materiales. En el presente informe se evaluaron dos procedimientos
para determinar la densidad del hierro, cobre, aluminio y bronce.Primero
midiendo directamente la masa y el volumen, luego usando el empuje hidrostático.
También se determinó la densidad de la glicerina usando el segundo
procedimiento. Se obtuvo que el procedimiento más adecuado es usando el
concepto de empuje hidrostático, dado que se utiliza únicamente una balanza como
instrumento de medición, mientras que al medir directamente el volumen con una
probeta aumenta laincertidumbre experimental.

● INTRODUCCIÓN
La práctica de laboratorio pretende conocer y establecer el procedimiento más
adecuado para medir la densidad de sólidos y líquidos con los instrumentos de
medida disponibles en laboratorio (balanzas y probetas).

La densidad es una propiedad que caracteriza a un material de otro sin importar el
tamaño que tenga. Esta caracterización tiene valor (de estamanera determinamos
el material del que está compuesto los objetos de estudios o los contrastes que
existen entre ellos) y es aplicada en diferentes escenarios como la industria
minera, civil, cosmética, entre otras (Sears and Zeamansky [2009]).

● PROCEDIMIENTO: MATERIALES
En la práctica de laboratorio se utilizaron los siguientes materiales:
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Probeta
Balanza
Soporte universal ycuerda
Recipiente
4 muestras de sólidos: hierro, aluminio, cobre y bronce.
2 líquidos: Agua y glicerina

● DETALLES DEL PROCEDIMIENTO
La determinación de la densidad se realizara con dos procedimientos diferentes. El
primero de ellos consiste en medir directamente la masa y el volumen utilizando la
ecuación 1. En el segundo procedimiento se sumergirá el sólido en un líquido (ver
figura 1), creandouna fuerza entre ellos conocida como empuje hidrostático. Si el
sólido tiene un volumen Vs y el líquido una densidad ρl, entonces el empuje
hidrostático E es:
E = ρlVsg
Donde g es la gravedad. De acuerdo a la ecuación 1 el volumen del sólido y el
empuje están relacionados, entonces si se mide el empuje se determinara el
volumen del sólido y por tanto su densidad.
Figura 1: Sólido sumergido en unfluido. El sólido experimenta un empuje E
​
ejercido por el fluido y una fuerza de gravedad mg.

Calculo de la densidad para sólidos
Procedimiento 1. Medida directa de la masa y el volumen:
Se mide la masa de la muestra sólida ms usando la báscula. Enseguida se llena la
probeta de agua y se toma un nivel de referencia, se sumerge el sólido en la
probeta, entonces el nivel de agua aumenta. El volumendel sólido Vs es la
diferencia de volumen de los dos niveles de agua como se observa en la figura 2.
Finalmente se determina la densidad usando la ecuación 1.
Figura 2: Medida del volumen. Izquierda: se toma referencia del nivel de agua.
​
Derecha: Se sumerge la muestra solida. La diferencia del volumen entre niveles de
agua es el volumen del sólido.
Procedimiento 2. Medida indirecta usando elempuje hidrostático:
Como se observa en la figura 3, se mide la masa del recipiente con agua (ma1).
Luego se sumerge la muestra sólida (por ejemplo el hierro) sosteniéndolo con un
soporte universal y una cuerda y se mide la masa de este sistema (ma2). La
diferencia de estas dos medidas multiplicado por la gravedad es el empuje E =
(ma2 −ma1) g. Reemplazando esta expresión en la ecuación 1, despejandoel
volumen del sólido y reemplazando en la ecuación 1 se obtiene que la densidad del
sólido ​
ds​
es:
ds​
= ​
ms​
da
ma2 −ma1
Donde ​
da​
es la densidad del agua.

Figura: 3​
.​
Izquierda:​
Se mide la masa del recipiente con agua. Derecha: Se
sumerge un sólido, creando de esta manera un empuje hidrostático. Este empuje es
la diferencia entre las dos medidas.
El cálculo de la densidad del...